专利名称：：光学等向性液晶媒体以及光学元件的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种作为光学元件用材料而有用的液晶媒体。详细而言，本发明涉及一种具有广泛的液晶相温度范围、大的介电异向性、折射率异向性的液晶媒体。此外，本发明涉及一种使用此液晶媒体的光学元件。更详细而言，本发明涉及一种可在广泛的温度范围内使用，可进行低电压驱动，且可获得高速的电光学响应的液晶媒体以及使用此液晶媒体的光学元件。
背景技术：
：使用液晶组成物的液晶显示元件被广泛用于钟表、计算器、文字处理器等的显示器。这些液晶显示元件是利用液晶化合物的折射率异向性、介电异向性等。液晶显示元件中的运作模式主要已知:利用I片以上的偏光板来显示的相变(phasechange,PC)、扭转向列(twistednematic,TN)、超扭转向列(supertwistednematic,STN)、双稳态扭转向列(bistabletwistednematic,BTN)、电控双折射(electricallycontrolledbirefringence,ECB)、光学补偿弯曲(opticallycompensatedbend,OCB)、横向电场切换(in-planeswitching,IPS)、垂直配向(verticalalignment,VA)等。进而，近年来,亦盛行研究对光学等向性液晶相施加电场而使其表现出电致双折射的模式(专利文献I专利文献16、非专利文献I非专利文献3)。进而，提出有利用作为光学等向性液晶相之一的蓝相中的电致双折射的可调滤波器、波前控制元件、液晶透镜、相差修正元件、开口控制元件、光学头装置等(专利文献10专利文献12)。基于元件的驱动方式的分类为被动矩阵(passivematrix,PM)及主动矩阵(activematrix,AM)。被动矩阵(passivematrix,PM)分类为静态(static)与多工(multiplex)等，AM分类为薄膜晶体管(thinfilmtransistor,TFT)、金属-绝缘体-金属(metalinsulatormetal,MIM)等。这些液晶显示元件包含具有适当物性的液晶组成物。为了提高液晶显示元件的特性，较佳为此液晶组成物具有适当的物性。作为液晶组成物的成分的液晶化合物所必需的一般物性如下所述。(I)化学性稳定、及物理性稳定；(2)具有高透明点(液晶相-等向相的相转移温度);(3)液晶相(向列相、胆固醇相、层列相、蓝相等光学等向性液晶相等)的下限温度低；(4)于其他液晶化合物的相容性优异；(5)具有适当大小的介电异向性；(6)具有适当大小的折射率异向性。尤其于光学等向性液晶相中，就驱动电压降低的观点而言，较佳为介电异向性及折射率异向性均大的液晶化合物。若将包含如(I)所述化学性、物理性稳定的液晶化合物的液晶组成物用于液晶显示元件，则可提高电压保持率。另外，若为包含如⑵及(3)所述具有高透明点或液晶相的低下限温度的液晶化合物的液晶组成物，则可扩大向列相或光学等向性液晶相的温度范围，可在广泛的温度范围内用作显示元件。液晶化合物为了表现出单一的化合物所难以发挥的特性，通常作为与其他很多液晶化合物混合而制备的液晶组成物来使用。因此，液晶显示元件所使用的液晶化合物较佳为如(4)所述与其他液晶化合物等的相容性良好。近年来，尤其要求显示性能，例如对比度、显示容量、响应时间特性等更高的液晶显示元件。进而对所使用的液晶材料要求驱动电压低的液晶组成物。另外，为了以低电压来驱动以光学等向性液晶相所驱动的光学元件，较佳为使用介电异向性及折射率异向性大的液晶化合物。专利文献15及专利文献16中存在关于使用本案化合物的液晶组成物的记载。然而，专利文献15及专利文献16中所记载的液晶组成物为向列液晶，并无关于光学等向性液晶的记载。另一方面，包含本案通式(I)的化合物的光学等向性液晶组成物具有以低电压驱动的特征。除了本案通式(I)以外，还包含通式(2)或通式(3)所表示的化合物的组成物亦以低电压驱动。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2003-327966号公报专利文献2:国际公开2005/90520号小册子专利文献3:日本专利特开2005-336477号公报专利文献4:日本专利特开2006-89622号公报专利文献5:日本专利特开2006-299084号公报专利文献6:日本专利特表2006-506477号公报专利文献7:日本专利特表2006-506515号公报专利文献8:国际公开2006/063662号小册子专利文献9:日本专利特开2006-225655号公报专利文献10:日本专利特开2005-157109号公报专利文献11:国际公开2005/80529号小册子专利文献12:日本专利特开2006-127707号公报专利文献13:国际公开1998/023561号小册子专利文献14:日本专利特愿2008-295842号公报专利文献15:日本专利2959526号公报专利文献16:国际公开2009-103495号小册子非专利文献非专利文献I:NatureMaterials,1,64,(2002)非专利文献2:Adv.Mater.，17，96，(2005)非专利文献3JournaloftheSID,14,551,(2006)
发明内容发明要解决的技术课题本发明的第一目的是提供一种具有对热及光等的稳定性、广泛的液晶相温度范围、大的折射率异向性、大的介电异向性，且具有光学等向性液晶相的液晶媒体。第二目的是提供一种包含此液晶媒体，可在广泛的温度范围内使用，且具有短的响应时间、大的对比度以及低的驱动电压的各种光学元件。解决技术课题的手段本发明提供一种包含如以下所述的液晶媒体(液晶组成物或者高分子/液晶复合体)以及液晶媒体的光学元件等。[I]一种液晶组成物，其特征在于:包含含有选自式⑴所表示的化合物的群组中的至少I种化合物作为第一成分的非手性成分T以及手性剂，而且表现出光学等向性液晶相:权利要求1.一种液晶组成物，其特征在于，包括:含有选自式(I)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物作为第一成分的非手性成分T以及手性剂，而且表现出光学等向性液晶相:2.如权利要求1所述的液晶组成物，其中上述第一成分是选自式(1-1)至式(1-3)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物:3.如权利要求2所述的液晶组成物，其中上述第一成分是选自式(1-2)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物。4.如权利要求1所述的液晶组成物，其中上述第一成分是选自式(1-1-1)、式(1-1-2)、式(1-2-1)式(1-2-4)、式(1-3-1)及式(1-3-2)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物:5.如权利要求1至4中任一项所述的液晶组成物，其中基于非手性成分T的总重量，上述第一成分的比例为0.5wt%至50wt%的范围。6.如权利要求1至5中任一项所述的液晶组成物，其中还包含选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第二成分:7.如权利要求6所述的液晶组成物，其中上述第二成分是选自式(2-1-1-2)、式(2-1-2-1)、式(2-1-3-1)、式(2-1-3-2)、式(2-1-4-2)及式(2-1-4-3)所表不的化合物的群组中的至少I种化合物:8.如权利要求7所述的液晶组成物，其中上述第二成分是选自式(2-1-1-2)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物。9.如权利要求7所述的液晶组成物，其中上述第二成分是选自式(2-1-4-3)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物。10.如权利要求7所述的液晶组成物，其中上述第二成分是选自式(2-1-1-2)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物以及选自式(2-1-4-3)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物的混合物。11.如权利要求6至10中任一项所述的液晶组成物，其中基于非手性成分T的总重量，上述第二成分的比例为5被％至70被％的范围。12.如权利要求1至11中任一项所述的液晶组成物，其中还包含选自式(3)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物作为第三成分:13.如权利要求12所述的液晶组成物，其中上述第三成分是选自式(3-2)至式(3-5)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物:14.如权利要求13所述的液晶组成物，其中上述第三成分是选自式(3-2)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物。15.如权利要求13所述的液晶组成物，其中上述第三成分是选自式(3-3)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物。16.如权利要求13所述的液晶组成物，其中上述第三成分是选自式(3-4)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物。17.如权利要求13所述的液晶组成物，其中上述第三成分是选自式(3-5)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物。18.如权利要求12至17中任一项所述的液晶组成物，其中基于非手性成分T的总重量，上述第三成分的比例为5wt%至70wt%的范围。19.如权利要求12至18中任一项所述的液晶组成物，其中基于非手性成分T的总重量，上述第一成分的比例为^^%至30wt%的范围，上述第二成分的比例为50wt%的范围，上述第三成分的比例为10被％至50被％的范围。20.如权利要求1至19中任一项所述的液晶组成物，其中还包含选自式(4)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物作为第四成分:21.如权利要求20所述的液晶组成物，其中上述第四成分是选自式(4-1)至式(4-9)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物:22.如权利要求1至21中任一项所述的液晶组成物，其中还包含选自式(5)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物作为第五成分:23.如权利要求22所述的液晶组成物，其中上述第五成分是选自式(5-1)至式(5-13)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物:24.如权利要求23所述的液晶组成物，其中上述第五成分是选自式(5-3)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物。25.如权利要求23所述的液晶组成物，其中上述第五成分是选自式(5-8)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物。26.如权利要求23所述的液晶组成物，其中上述第五成分是选自式(5-13)所表示的化合物的群组中的至少I种化合物。27.如权利要求22至26中任一项所述的液晶组成物，其中基于液晶组成物的总重量，上述第五成分的比例为lwt%至20wt%的范围。28.如权利要求1至27中任一项所述的液晶组成物，其中上述手性剂包含选自式(Kl)至式(K5)分别所表示的化合物的群组中的至少I种化合物:29.如权利要求28所述的液晶组成物，其中上述手性剂包含选自式(K4-1)至式(K4-6)以及式(K5-1)至式(K5-3)分别所表示的化合物的群组中的至少I种化合物:30.如权利要求1至29中任一项所述的液晶组成物，其中相对于液晶组成物的总重量，上述手性剂的比例为1wt%至40被％的范围。31.如权利要求1至30中任一项所述的液晶组成物，其中于70°C至_20°C的任一温度下表现出手性向列相，且于所述温度范围的至少一部分，螺旋节距为700nm以下。32.如权利要求1至31中任一项所述的液晶组成物，其中包含至少I种抗氧化剂和/或紫外线吸收剂。33.一种混合物，包含如权利要求1至32中任一项所述的液晶组成物及聚合性单体。34.一种高分子/液晶复合材料，将如权利要求33所述的混合物聚合而获得，且用于以光学等向性液晶相所驱动的元件。35.如权利要求34所述的高分子/液晶复合材料，其是使如权利要求33所述的混合物以非液晶等向相或光学等向性液晶相进行聚合而获得。36.一种光学元件，于一面或两面配置有电极，包括:配置于基板间的液晶媒体；以及经由电极而对液晶媒体施加电场的电场施加机构，并且上述液晶媒体是如权利要求1至32中任一项所述的液晶组成物或者如权利要求34或35所述的高分子/液晶复合材料。37.一种光学元件，于一面或两面配置有电极，包括:至少一块为透明的一组基板；配置于基板间的液晶媒体；配置于基板外侧的偏光板；以及经由电极而对液晶媒体施加电场的电场施加机构，并且上述液晶媒体为如权利要求1至32中任一项所述的液晶组成物或者如权利要求34或35所述的高分子/液晶复合材料。38.如权利要求36或37所述的光学元件，其中于一组基板的至少一块基板上，以可在至少2个方向施加电场的方式构成电极。39.如权利要求36或37所述的光学元件，其中于相互平行配置的一组基板的一块或两块上，以可在至少2个方向施加电场的方式构成电极。40.如权利要求36至39中任一项所述的光学元件，其中电极配置为矩阵状而构成像素电极，各像素包括主动元件，且所述主动元件为薄膜晶体管(TFT)。全文摘要本发明提供一种具有对热及光等的稳定性、广泛的液晶相温度范围、大的折射率异向性、大的介电异向性，且具有光学等向性液晶相的液晶媒体。本发明的液晶组成物的特征在于包含含有选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第一成分的非手性成分T以及手性剂，而且表现出光学等向性液晶相。其中，R1例如为碳数1～20的烷基，L1、L2、L3、L4、L5及L6独立地为氢或氟，X1例如为卤素。文档编号C09K19/12GK103154197SQ20118004624公开日2013年6月12日申请日期2011年9月5日优先权日2010年9月27日发明者山本真一,国信隆史,佐郷弘毅,长谷场康宏申请人:捷恩智株式会社,捷恩智石油化学株式会社